【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 容的 8 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 第 III 頁(yè) 位微控制器。 AT89C51 內(nèi)部具有 4K 字節(jié)的 Flash （閃速）存儲(chǔ)器，可反復(fù)擦寫，在設(shè)計(jì)程序時(shí)可反復(fù)修改原程序、編譯、并燒寫到單片機(jī)，適合單片機(jī)最小系統(tǒng)的開發(fā)與研制。 自動(dòng)報(bào)警器電路設(shè)計(jì) 自動(dòng)報(bào)警器電路如圖 。時(shí)鐘電路由兩個(gè) 30P 的電容和 12MHz 的晶振構(gòu)成。復(fù)位電路由電阻、電容、二極管和按鍵開關(guān)構(gòu)成，具有上 電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位的功能。單片機(jī)的 INTO 、 INT1 分別與盜警、火警傳感器相連，實(shí)現(xiàn)各種警情的采集。為防止環(huán)境干擾信號(hào)對(duì)觸發(fā)中斷的影響，當(dāng)響應(yīng)中斷后，對(duì)中斷信號(hào)多次（如 5 次）巡檢，確認(rèn)是中斷信號(hào)時(shí)，才去執(zhí)行中斷處理子程序，否則認(rèn)為是外界干擾信號(hào)不執(zhí)行報(bào)警處理，有效降低誤報(bào)幾率 [8]。 IV 圖 自動(dòng)報(bào)警器電路 與語(yǔ)音電路相連，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的回放控制。 接通訊接口，轉(zhuǎn)換芯片的數(shù)據(jù)發(fā)送、接收片選端／ RE (DE）。 與電話接口電路相連，實(shí)現(xiàn)模擬摘掛機(jī)的控制功能。 接探頭掉線 檢測(cè)端，單片機(jī)對(duì)這個(gè)端口定時(shí)查詢，情況正常時(shí)為高電平，當(dāng)檢測(cè)到低電平時(shí)發(fā)出掉線警報(bào)。 口接交流電源掉電報(bào)警信號(hào)（交流斷電后由直流電源繼續(xù)供電，直流電源放電低于預(yù)警值后自動(dòng)向報(bào)警器發(fā)出直流斷電預(yù)警信號(hào)。 、 、 為接鍵盤電路的三根 I/0 口線， 接緊急呼救按鍵。 口接液晶顯示器的串行時(shí)鐘輸入端， 口接液晶顯示器的數(shù)據(jù)輸入端。 口接多路開關(guān) CD4O51 的片選端 INH , 、 分別接多路開關(guān)的輸入端 A 、 B 。多路開關(guān)輸出分別接報(bào)警 LED 、蜂鳴器，有警報(bào)發(fā)生時(shí)開關(guān)的輸出 I/O 口給出高電平信號(hào)。 、 、 和 分別與 MT8888 的 DO 、 Dl 、 D2 、 D3 相連，用作數(shù)據(jù)總線。 與 MT8888 的RSO 端相連，控制 MT8888 內(nèi)部寄存器的選擇。 與 MT8888 的 CS 相連，控制 MT8888 的選通。 、 分別與 MT8888 的 WR和 RD相連，主要控制 MT8888 的讀寫。 、 接 EEPROM 的串行輸入端和串行輸出端， 、 分別接 EEPROM 的串行時(shí)鐘輸入端和片選輸入端。 串行 EEPROMX25045 本文中采用了具有可編程的串行 EEPROMX25045。它是一種低功耗的 CMOS產(chǎn)品（備用電流 10uA 、工作電流 3mA) ，它把看門狗定時(shí)器、 VCC 監(jiān)控電路和EEPROM 三種常用功能組合在同一個(gè)封裝內(nèi)，增大了電路密度，減少了體積，提高了系統(tǒng)的可靠性。本系統(tǒng)中 X25045 依次存儲(chǔ)了標(biāo)志字段、用戶編號(hào)、話機(jī)號(hào)碼、報(bào)警器編號(hào)、警情代號(hào)、系統(tǒng)設(shè)置等數(shù)據(jù)信息 [9]。 VCC 監(jiān)控功能是指只要 VCC電平降到低于看門狗定時(shí)器達(dá)到其編程的超時(shí)極限值或者最小轉(zhuǎn)換電壓， RESET的輸出為高電平。 X25045 包括一個(gè) 8 位指令的寄存器，它可以通過(guò) SI (）的輸入進(jìn)行訪問(wèn)，數(shù)據(jù)在 SCK (）的上升沿由時(shí)鐘同步輸入。在整個(gè)工作周期內(nèi)， /CS (）必須為低電平， /WP 必須為高電平。 X25045 監(jiān)視總線，如果在預(yù)置時(shí)間內(nèi)沒有總線活動(dòng)，那么它將提供 RESET 信號(hào)輸出。在 S1 線上輸入的數(shù)據(jù)在 /CS 變?yōu)榈唾F州大學(xué)本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 第 V 頁(yè) 電平后的 SCK 的第一個(gè)上升沿被采樣，由 SCK 的 下降沿輸出到 50 (）線上。SCK 是靜態(tài)的，允許用戶停止時(shí)鐘并在其后恢復(fù)操作。所有的指令、地址和數(shù)據(jù)都以 MSB （最高有效位）在前的方式傳送，讀和寫指令的指令格式中均包含有地址高位 A8 ，此位用于選擇器件的上半部或下半部。在上電和字節(jié)、頁(yè)或狀態(tài)寄存器寫周期完成以后及／ WP 變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，寫使能鎖存器被復(fù)位（即禁止寫操作），因此寫操作前必須設(shè)置寫使能鎖存器 [10]。如圖 所示： 圖 狀態(tài)寄存器格式 本系統(tǒng)中對(duì) X25045 的讀數(shù)據(jù)、寫數(shù)據(jù)、置位的操作過(guò)程簡(jiǎn)述如下： 1. 從 X25045 中讀數(shù)據(jù)的操作為：把 CS 拉低于選擇芯片：發(fā)送 8 位的讀指令；送 8 位的字節(jié)地址；將所選定地址存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)移到 S0 線上。繼續(xù)提供時(shí)鐘脈沖可連續(xù)讀出接下的地址空間中的數(shù)據(jù)。每移出一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)之后，字節(jié)地址自動(dòng)增加到下一個(gè)較高地址。達(dá)到最高地址（ $1FFH）時(shí)，地址計(jì)數(shù)器翻轉(zhuǎn)至 $OOH ，無(wú)限循環(huán)下去。把 CS 置為高電平，可以中止操作。 2. 置位寫使能鎖存器操作為： CS 先被拉到低電平；由時(shí)鐘同步送入寫使能指令；將 CS 變?yōu)楦唠娖剑駝t寫操作忽略。 3. 寫數(shù)據(jù)到 X25045 的操作為：拉低 CS 并 保持在低電平；發(fā)送寫指令；寫數(shù)據(jù)?？蛇B續(xù)寫多達(dá) 4 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，但必須這 4 個(gè)字節(jié)駐留在同一頁(yè)上。否則計(jì)數(shù)器將翻轉(zhuǎn)到頁(yè)首地址并重新寫可能已有數(shù)據(jù)寫入的任何單元。 看門狗定時(shí)器（ WDO 和 WDI）位用于設(shè)置延時(shí)時(shí)間。這些非易失性的位通過(guò)WRSR 指令來(lái)設(shè)置。本系統(tǒng)中采用 的超時(shí)周期。 VI 圖 X25045 接口電路圖 撥號(hào)電路及語(yǔ)音報(bào)警電路 撥號(hào)電路 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的撥號(hào)電路可以通過(guò)電話網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋呼，對(duì)所存儲(chǔ)的機(jī)構(gòu)或用戶發(fā)出求救信號(hào)，簡(jiǎn)述事故性質(zhì)及地點(diǎn)，使救援人員能及時(shí)采取相應(yīng)措施來(lái)制止事故，本系統(tǒng)主要功能如下： 1. 報(bào)警優(yōu)先功能：主機(jī)與用戶電話機(jī)共同接在一條電話線上，沒有報(bào)警時(shí)，不影響電話機(jī)的正常使用，電話機(jī)的正常使用也不干擾主機(jī)報(bào)警。主機(jī)報(bào)警時(shí)，優(yōu)先撥打報(bào)警電話。 2. 自動(dòng)撥號(hào)功能：可設(shè)定 15 組電話或手機(jī)號(hào)碼，每組不超過(guò) 15 位數(shù)。 3. 用戶對(duì)自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警系統(tǒng)可自行設(shè)定和修改密碼。 4. 記憶儲(chǔ)存功能：本系統(tǒng)采用 X25045 為記憶元件，電話號(hào)碼，報(bào)警信息存錄等所有輸入都不會(huì)因?yàn)殡娫词ザ儎?dòng)。 1 MT8888 芯片簡(jiǎn)述 加拿大 Mitel 公司生產(chǎn)的 DTMF 信號(hào)編／解碼芯片 MT8888 芯片，不僅具有DTMF 信號(hào)收發(fā)功能，而且具有電話信號(hào)音檢測(cè)功能。由于是采用 CMOS 制造工藝，芯片集成度高，功耗低（只有 ) ，工作穩(wěn)定可靠，因此在必須同時(shí)具備 DTMF 信號(hào)接收和發(fā)送的功能的系統(tǒng)中倍受人們的青睞。另外， MT8888 可貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 第 VII 頁(yè) 以方便與 MCS51 系列單片機(jī)接口，外圍電路簡(jiǎn)單。因此， MT8888 被廣泛應(yīng)用于信用卡系統(tǒng)、 尋呼系統(tǒng)、中繼系統(tǒng)、移動(dòng)通信、互連撥號(hào)以及個(gè)人電腦等領(lǐng)域 [11]。 MT8888 芯片特點(diǎn)： 1. 具有多種工作模式，可由內(nèi)部控制寄存器選擇，所以功能很強(qiáng)。如編程選擇雙音群 ( BURST）發(fā)送模式時(shí)，它發(fā)送任意個(gè)數(shù)的雙音信號(hào)，持續(xù)時(shí)間精確控制在 51ms ，符合 DTMF 信號(hào)解碼標(biāo)準(zhǔn)。也可擴(kuò)充為 1O2ms 雙音群模式，符合電話自動(dòng)撥號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。編程選擇呼叫進(jìn)程檢測(cè)（ call programs）模式時(shí)，能檢測(cè)電話信號(hào)音。 2. 頻率精度高，片內(nèi)對(duì)雙音群模式的占空時(shí)間精確定時(shí)。 2芯片工作原理 MT8888 硬件電路由接收、發(fā)送和控制三個(gè)主要部分組成。接收電路包括信號(hào)放大、輸入信號(hào)的高低頻帶通濾波、撥號(hào)音抑制濾波、譯碼及鎖存功能等。發(fā)送電路包括數(shù)據(jù)鎖存、行列計(jì)數(shù)、 D / A 轉(zhuǎn)換和混頻功能等。 MT8888 的發(fā)送部分采用信號(hào)失真小、頻率穩(wěn)定性高的開關(guān)電容式 D/A 變換器，可發(fā)出 16 種雙音多頻 DTMF 信號(hào)。 MT8888 芯片可調(diào)整雙音頻模式的占空比，能自動(dòng)抑制撥號(hào)音和調(diào)整信號(hào)增益，還帶有標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)總線，可與 TTL 電平兼容，有利于進(jìn)行編程控制。 控制部分 : 當(dāng)然，為了接收可靠，還應(yīng)滿足一個(gè)條件，即檢測(cè) 有效信號(hào)的持續(xù)時(shí)間， EST型號(hào)驅(qū)動(dòng)外接分電路，如圖 所示。 C1 放電，在有效時(shí)間內(nèi) EST 維持高電平，當(dāng) VC=Vest 時(shí)（控制邏輯的門限電平） , GT 輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng) VC 至電源電壓 VDD ，經(jīng)延時(shí)控制后，把片內(nèi)狀態(tài)寄存器的延遲輸出標(biāo)志位置提高 [12]。如選擇中斷模式，當(dāng)延遲標(biāo)志位置高時(shí)， IRQ/CP 引腳由高電平變?yōu)榈碗娖?，?CPU 提供中斷請(qǐng)求信號(hào)，延遲控制電壓的跳變沿把數(shù)據(jù)鎖存至輸出端。 VIII 圖 3 芯片工作方式 MT8888 通過(guò)微處理器接口由 RSO 、 WR、 RD 、 D0D3 選擇內(nèi)部寄存器，以控制電路的工作模式。它有 5 個(gè)寄存器：發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器（ TDR）、接收數(shù)據(jù)寄存器（ RDR）、狀態(tài)寄存器（ SR）、控制寄存器 A (CRA）和控制寄存器 B (CRB）。其中 CRA 和 CRB 占用同一地址，先寫 CRA ，后寫 CRB ，是否寫 CRB 由 CRA 的最高位控制 [13]。 MT8888 有多種工作方式，它們分別為： 1. DTMF 模式：發(fā)送與接收 DTMF 信號(hào)。輸入數(shù)據(jù)經(jīng) TDR 控制可編程行、列計(jì)數(shù)器、 D/A 變換器，合成需要發(fā)送的 DTMF 信號(hào)?；?DTMF 信號(hào)經(jīng)撥號(hào)音抑制、分離帶通濾波器、監(jiān)頻與確認(rèn)，譯成相應(yīng)的 4 比特碼，經(jīng) RDR 輸至數(shù)據(jù)總線。 2. 呼叫處理模式：電路可以檢測(cè)電話呼叫過(guò)程中的各種信號(hào)音，只要信號(hào)的頻率落在 32OHz51OHz 范圍內(nèi)，片內(nèi)呼叫處理濾波器便可濾出。經(jīng)限幅得到的方波信號(hào)，由 IRQ/CP 端輸出，以用于微處理器對(duì)呼叫性質(zhì)和類別進(jìn)行判斷。若無(wú)信號(hào)濾出，則 IRQ/CP 端始終保持低電平。 3. 突發(fā)模式：在 DTMF 模式下，工作于突發(fā)狀態(tài)，信號(hào)突發(fā)和暫停時(shí)間各為 51ms ；在 CP 模式下，工作于突發(fā)狀態(tài)， 信號(hào)突發(fā)和暫停時(shí)間各為 102ms ，此時(shí)電路只可發(fā)送 DTMF 信號(hào)，但不能接收。 4. 單 /雙音（ S/D）產(chǎn)生模式：電路可產(chǎn)生單音或 DTMF 信號(hào)（由 CRB 控制），用于測(cè)試和監(jiān)測(cè)。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 第 IX 頁(yè) 5. 中斷模式：此模式下若選擇狀態(tài)，當(dāng) DTMF 信號(hào)被接收或出現(xiàn)在監(jiān)測(cè)時(shí)間內(nèi)，或準(zhǔn)備發(fā)送更多數(shù)據(jù)（突發(fā)模式下）時(shí)，則 IRQ/CP 端下接至低電平。 4 DTMF 撥號(hào)原理 以雙音頻為例介紹電話撥號(hào)的原理。雙音多頻（ DTMF）是指用兩個(gè)特定的單音信號(hào)組合來(lái)表示數(shù)字及功能。兩個(gè)單音頻的頻率不同，它代表的數(shù)字和功能也不同。雙音多頻撥號(hào)方式中有 16 個(gè)按鍵，對(duì)應(yīng)就有 8種不同的單音信號(hào)，因采用的頻率有 8 種，所以稱為多頻，如表 所示。從中任意抽出 2 中進(jìn)行組合，又稱其為 8中取 2 的編碼方法。從高頻群和低頻群中任意各抽出一種頻率進(jìn)行組合，共有 16種不同的組合，每一個(gè)鍵號(hào)分別對(duì)應(yīng)于一種低音頻和高音頻的正弦波之和，代表 16種不同的數(shù)字或功能。 表 DTMF 撥號(hào)方式中 16鍵組合 表 用雙音多頻撥號(hào)方式傳遞音頻信號(hào)，其傳播速度快，不發(fā)生畸變，傳輸方便，抗干擾能力強(qiáng)，可以減少交換機(jī)的差錯(cuò)。 5 撥號(hào)芯片及外圍電路 MT8888 提供了與微處理器相連的接口，以對(duì)其發(fā)送、接收和工作模式進(jìn)行控制。 MT8888 可與 Intel 微處理器直接接口，無(wú)需插入等待周期 [14]。本系統(tǒng)中，MT8888 及外圍電路參見圖 。它的接收部分采用單端輸入，由 R201 、 R202 和 C201 組成，其輸入電壓增益為 R202/R201 = 2 。它的發(fā)送部分 R205 、 R206 、C2O4 、 C2O5 和 XTAL2 構(gòu)成，其中 XTAL2 為 的晶體振蕩器，負(fù)責(zé)產(chǎn)生全部 16 種標(biāo)準(zhǔn)雙音信號(hào)。它的控制部分由 R2O3 用上拉電阻 R204 ，與單片機(jī) 腳相連。 C2O3 為去藕電容。 DTMF IN 和 DTMF OUT 與電話接口電路相連。MT8888 與微機(jī)接口非常很方便，通過(guò)改變 R2 可調(diào)節(jié)輸入信號(hào)的增益。 X 圖 撥號(hào)電路 電話接口電路 電話接口電路參見圖 。此電路起著很重要的作用，撥號(hào)電路需要通過(guò)它與外界相連，它完成電話線在系統(tǒng)與電話機(jī)之間的轉(zhuǎn)換。 平時(shí)電話機(jī)連在電 話線上，系統(tǒng)與電話線斷開，不會(huì)干擾電話通信。若需報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)控制繼電器轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)接上電話線，電話機(jī)與電話線隔離，不會(huì)影響系統(tǒng)的工作。為了降低系統(tǒng)功耗，繼電器選擇了高靈敏型，工作電壓為＋ 5V 。 目前，交換機(jī)的工作電壓為直流 60V 或者 48V，通過(guò)外線 a 、 b 接入用戶話機(jī)。為了確保撥號(hào)電路的 DTMF 信號(hào)正常發(fā)送和語(yǔ)音電路語(yǔ)音信號(hào)的正常播出，須設(shè)置極性保護(hù)電路，由二極管橋路構(gòu)成，不論用戶如何將外線接入 LINE IN 口，都能確保電路內(nèi)部的 2 線為正電壓。另外，有的交換機(jī)可提供的工作電流為 50mA 或者 12OmA ，因此，極性保護(hù)電路中的二極管反向耐壓必須大于 180V ，允許的正相電流必須大于 180mA ?？梢赃x用 IN4004 、 IN4007 等。 根據(jù)郵電部關(guān)于電話入網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，摘機(jī)